クラスとオブジェクトの概念 – オブジェクト指向の入り口

Javaプログラミング、楽しんでる？今回は、Javaの肝とも言える「オブジェクト指向」の世界に足を踏み入れてみよう。特に「クラス」と「オブジェクト」という、最初のハードルになりがちな概念を、できるだけ分かりやすく説明するからね！

オブジェクト指向って何？

まず、オブジェクト指向って聞くと、なんか難しそうって思うかもしれないけど、簡単に言えば「現実世界をプログラムで表現しようぜ！」って考え方なんだ。

例えば、僕らが普段使っているスマホやPC、車なんかも、それぞれ「モノ」として存在しているよね？オブジェクト指向では、これらの「モノ」をプログラムの中で作り出して、それぞれがどんな「情報」を持ってて（属性）、どんな「行動」ができるのか（振る舞い）を定義していくんだ。

クラスって何？オブジェクトの「設計図」だよ！

オブジェクト指向の主役の一つが「クラス」だ。クラスは、例えるなら**「モノを作るための設計図」**だと思ってくれればOK。

例えば、車を作る工場を想像してみて。工場でいきなり車がポンと生まれるわけじゃないよね？まずは車の「設計図」があるはずだ。その設計図には、「タイヤは4つ」「エンジンがある」「ハンドルがある」みたいな情報が書いてある。これが「クラス」にあたるんだ。

Javaでクラスを定義する時は、こんな感じで書くよ。

Java

class Car {
    // 属性（情報）
    String color;    // 色
    String model;    // モデル名
    int speed;       // スピード

    // 振る舞い（行動）
    void startEngine() {
        System.out.println("エンジンがかかりました！");
    }

    void accelerate() {
        speed += 10;
        System.out.println("加速しました！現在のスピード：" + speed + "km/h");
    }

    void brake() {
        speed -= 10;
        if (speed < 0) {
            speed = 0;
        }
        System.out.println("減速しました！現在のスピード：" + speed + "km/h");
    }
}

このCarクラスは、「車」という設計図を定義しているんだ。

color、model、speedは、車の「属性」だね。色が何色か、どのモデルか、今のスピードがどれくらいか、みたいな情報を持たせることができる。
startEngine()、accelerate()、brake()は、車の「振る舞い」だ。エンジンをかけたり、加速したり、ブレーキをかけたりする操作を表しているよ。

オブジェクトって何？設計図から作られた「実体」だよ！

次に「オブジェクト」だ。クラスが「設計図」なら、オブジェクトはその**「設計図から実際に作られたモノ」**だよ！

さっきの車の設計図から、実際に赤い車や青い車、セダンやSUVなど、いろんな車が作られるよね？これらの「実際に作られた車」が、プログラミングの世界でいう「オブジェクト」なんだ。

Javaでオブジェクトを作るには、「new」というキーワードを使うよ。

Java

public class CarFactory {
    public static void main(String[] args) {
        // Carクラスのオブジェクトを作成（インスタンス化と呼ぶ）
        Car redCar = new Car(); // 赤い車オブジェクトの作成
        Car blueCar = new Car(); // 青い車オブジェクトの作成

        // それぞれの車の属性を設定
        redCar.color = "赤";
        redCar.model = "スポーツカー";
        redCar.speed = 0;

        blueCar.color = "青";
        blueCar.model = "セダン";
        blueCar.speed = 0;

        // それぞれの車に振る舞いを実行させる
        System.out.println("--- 赤い車の操作 ---");
        redCar.startEngine();
        redCar.accelerate();
        redCar.accelerate();
        redCar.brake();

        System.out.println("\n--- 青い車の操作 ---");
        blueCar.startEngine();
        blueCar.accelerate();
        blueCar.brake();
    }
}

このコードでは、Carという設計図から、redCarとblueCarという2つのオブジェクトを作っている。

redCarは「赤いスポーツカー」という特徴を持ったオブジェクト。
blueCarは「青いセダン」という特徴を持ったオブジェクト。

同じCarクラスから作られたんだけど、それぞれ独立した存在として、別々の色やモデル、スピードを持つことができるんだ。そして、それぞれがstartEngine()やaccelerate()といった振る舞いを実行できるのが分かるかな？

このように、クラスからオブジェクトを作り出すことを「インスタンス化」と呼ぶよ。そして、作られたオブジェクトのことを「インスタンス」とも言うんだ。

paizaで実行した結果

なぜクラスとオブジェクトを使うの？

クラスとオブジェクトを使うメリットはたくさんあるけど、主なものとしては、

プログラムの見通しが良くなる（カプセル化）: 関連するデータ（属性）と処理（振る舞い）をひとまとまりにできるから、コードが整理されて、どこに何があるか分かりやすくなるんだ。まるで部品を作るように、プログラムを構成できる。
同じようなものを簡単に量産できる: 一度クラス（設計図）を作ってしまえば、そこからいくつでもオブジェクト（実体）を作り出すことができる。上の車の例みたいに、いちいち全く同じコードを何回も書かなくて済むんだ。
変更に強くなる: 例えば、車の速度を扱う部分の処理を変更したい場合、Carクラスの中だけを修正すれば、そのクラスから作られた全てのオブジェクトに反映される。バラバラに書かれたコードを全部探して直す必要がないんだ。